Проектирование свайных фундаментов презентация

Основные положения по расчету и проектированию свайных фундаментов
Свайные фундаменты рассчитываются в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-85 по двум группам предельных состояний:
а) по предельному состоянию первой группы (по несущей способности): по прочности - сваи и ростверки, и по устойчивости - основания свайных фундаментов;
б) по предельному состоянию второй группы (по деформациям) – основания свайных фундаментов.
Расчет по несущей способности производится на усилия от расчетных нагрузок. Этому расчету подлежат: по прочности - все виды свай и ростверков; по устойчивости - основания, подвергающиеся регулярно действующим горизонтальным нагрузкам, а также основания зданий и сооружений, расположенных на откосах, и оснований свайных фундаментов из свай-стоек.
Расчет по деформациям оснований свайных фундаментов из висячих свай производится на усилия от нормативных нагрузок с учетом нормативных характеристик грунтов.

Последовательность проектирования свайных фундаментов включает в себя следующие этапы:
1) Сбор нагрузок и оценка инженерно-геологических условий площадки строительства.
2) Выбор глубины заложения подошвы ростверка.
3) Определение типа, конструкции и размеров свай.
4) Определение несущей способности свай Fd.
Определяется исходя из двух условий:
а) прочности материала сваи;
б) прочности грунта, воспринимающего нагрузку от сваи.

Определение несущей способности свай Fdm по материалу
где γс – коэффициент условия работы сваи = 1; ϕ - коэффициент продольного изгиба = 1; ϕ < 1 для свайных фундаментов с высоким ростверком.
Аa(Raс)
на транспортно-складских операциях теряется до 10% свай
Прочность ствола сваи должна быть обеспечена на всех этапах выполнения работ:
- складирования;
- транспортировки;
- забивки.
Прочность при забивке свай, прежде всего, обеспечивается правильным выбором сваебойного оборудования:
Где Q – вес ударной части молота; q – вес сваи;
Э – энергия удара; р – несущая способность сваи.

Определение несущей способности
висячей сваи по грунту расчетным методом
I
II
III
H1 = 4,6 м
H2=6,2м
H3
γс – коэффициент условий работы сваи в грунте; γсR, γсf – коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и по боковой поверхности сваи, зависят от способа изготовления сваи;
А – площадь опирания сваи на грунт;
R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, зависит от типа грунта и от глубины погружения нижнего конца сваи z;
z
U - периметр поперечного сечения сваи;
hi – толщина i-го слоя грунта,
принимается ≤ 2 м;
R
h1=2м
h2=2м
h3 =0.6м
h4 =2м
h5 =2м
h6 =2м
h7 =0.2м
h8 =1.9м
fi – расчетное сопротивление по боковой поверхности сваи i-го слоя грунта, зависит от типа грунта и средней глубины расположения слоя.
f1
f2
f3
f4
f5
f6
f7
f8
где

5) Определение нагрузки, допускаемой на сваю (по минимальному значению несущей способности сваи по грунту и по материалу).
где γk – коэффициент надежности, зависящий от способа определения несущей способности сваи.
Определение несущей способности
сваи - стойки по грунту расчетным методом
Где R – расчетное сопротивление грунта под острием сваи;
А – площадь поперечного сечения сваи;
γc – коэффициент условия работы сваи;
γq – коэффициент надежности.
Несущую способность сваи определяют следующими способами:
а) расчетным; б) экспериментальными

Несущая способность сваи, полученная расчетом, часто оказывается ниже фактической, найденной по испытаниям. Данное обстоятельство объясняется тем, что в расчетах используются осредненные табличные значения величин fi , что является приближенным.
Для определения истинной (фактической) несущей способности сваи рекомендуется проводить испытания свай непосредственно на площадке строительства.
Испытания свай динамическим методом
1. Явления, происходящие в грунте при забивке сваи.

Отказ при забивке свай. Понятие об истинном и ложном отказе.
При забивке в глинистых грунтах величина отказа (е) с глубиной или становится постоянной, или увеличивается.
После отдыха в течение 3…6 недель (снятие динамических воздействий) величина отказа уменьшается. Это явление получило название «засасывание сваи».
Отказ (е) сваи во время забивки получил название «ложный».
Отказ (е) сваи после отдыха – «истинный».
Сухое трение
Величина погружения сваи при ударе (забивке) носит название отказ.
При погружении свай через песчаные грунты величина отказа с глубиной резко уменьшается и в некоторых случаях может достигнуть нуля.
В данном случае под острием сваи образуется переуплотненное ядро, а вдоль ствола сваи за счет отжатия воды возникает «сухое» трение.
Отток воды от источника колебаний в песчаных грунтах связан с хорошей фильтрующей способностью последних. Свая перестает погружаться, отказ сваи становится равным нулю.

Получение истинного отказа сваи в глинистых грунтах приводит к увеличению ее несущей способности.
Почти максимальная несущая способность при забивке
Необходимо учитывать повышение несущей способности
Насколько повышается несущая способность сваи после отдыха?
В супесях – в 1,1…1,2 раза
В суглинках – в 1,3…1,5 раз
В глинах – в 1,7…6 раз

6) Определение количества свай в ростверке
7) Размещение свай в плане и конструирование ростверка.
При размещении принятого количества свай (nсв) в плане необходимо стремиться к минимальным размерам ростверка

8) Определение фактической нагрузки на сваю.
- при центральной нагрузке: - при внецентренной нагрузке:

9) Проверка усилий, передаваемых на сваю.
10) Проверка прочности ростверка.
Расчет выполняется по I группе предельных состояний и заключается в проверке прочности ростверка: на продавливание колонной; угловой сваей; по поперечной силе в наклонных сечениях; на смятие под торцом колонны; на изгиб плитной части (выполняется в разделе ЖБК).
11) Расчет осадки свайного фундамента (расчет по деформациям).
Расчет по деформациям производится методом послойного элементарного суммирования для условного фундамента.